Dr Sebastian Werle, Prof. Ryszard K. Wilk Politechnika Śląska w Gliwicach Instytut Techniki Cieplnej

Transkrypt

1 OTRZYMYWANIE PALIWA GAZOWEGO NA DRODZE ZGAZOWANIA OSADÓW ŚCIEKOWYCH Dr Sebastian Werle, Prof. Ryszard K. Wilk Politechnika Śląska w Gliwicach Instytut Techniki Cieplnej

2 Dlaczego termiczne przekształcanie osadów? Ilość wytwarzanych osadów z komunalnych oczyszczalni ścieków w latach , tyś ton s.m. Prognoza rok ,6 tys. ton s.m; rok ! 31 XII 2008r oczyszczalni ścieków komunalnych, które obsługiwały 63,1% społeczeństwa (w miastach 87%, na wsi, gdzie mieszka ok. 39% ludności kraju, jedynie 26%). W krajach Europy Zachodniej oczyszczalnie ścieków obsługują średnio ponad 78% y

3 Uwarunkowania prawne 1. Ustawa o odpadach z dnia 27 kwietnia 2001 r. (Dz.U r. nr 62, poz.628 zpóźn. zm. Oraz Dz.U. 2010r. Nr 185, poz tekst jednolity) 2. Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 7 września 2005 w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania do składowania na składowiskach odpadów danego typu Jego konsekwencją jest zakaz składowania wprowadzony po dniu 1 stycznia 2013r. osadów o cechach wymienionych w tabeli na następnym slajdzie. Przepisy te wynikają z transpozycji do prawa krajowego aktów prawnych Unii Europejskiej (UE).

4 Uwarunkowania prawne (2) l.p. Parametr Wartość maksymalna 1 Ogólny węgiel organiczny, % 5 s.m. 2 Strata przy prażeniu, % s.m. 8 3 Ciepłospalania, ł i MJ/kgs.m. 6

5 Podobne ograniczenia wprowadzone w krajach starej Unii (składowanie i rolnicze wykorzystanie) spowodowało, iż wiodącą metodą zagospodarowania osadów stały się metody termiczne.

6 Prognozy 100% 90% 80% % % 50% 20 40% 30% 59 20% 40 10% 0% przekształcane termicznie kompostowane wykorzystane rolniczo i przemysłowo stosowane do rekultywacji

7 Zgazowanie (1) Zgazowaniem paliwa nazywa się cykl przemian prowadzących do wytworzenia gazu palnego. Gaz może być użyty jako paliwo, źródło wodoru lub materiał do produkcji w przemyśle petrochemicznym. Jest to technologia bardziej przyjazna środowisku niż spalanie bezpośrednie bądź współspalania, m.in. ze względu na minimalizację powstawania tlenków i migrację metali do fazy gazowej (a nie stałej) oraz wyższej sprawności systemów kogeneracyjnych.

8 Zgazowanie (2)

9 Zgazowanie (3) Osady ściekowe stanowią paliwo, które musi być odpowiednio przygotowane, by proces ich zgazowania mógł być traktowany jako obiecująca metoda wytwarzaniaciepła. Pomimo tego, że osady ściekowe zawierają spore ilości fosforu, azotu i siarki, zgazowanie pozwala na przekształcenie siarki do siarkowodoru, azotu do amoniaku a fosforu do stałych związków fosforanowych.

10 Cel pracy W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych zgazowania osadów ściekowych w reaktorze ze złożem stałym. Badano wpływ rodzaju osadu ściekowego na skład otrzymanego gazu ze zgazowania.

11 Eksperyment Paliwo Granulowane Granulowane osady ściekowe 1 osady ściekowe 2 (ss1) (ss2) Wilgotność, % Zawartość części lotnych, % Popiół, % C, % b H, % b O, % b N, % b S% S, b P, % b Wartość opałowa, MJ/kg

12 Stanowisko badawcze

13 Skład gazu ze zgazowania w funkcji stosunku nadmiaru powietrza 0,6 0,5 ud dział molow wy, % 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 stosunek nadmiaru powietrza CH4 CO CO2 H2 N2

14 Udział molowy CO i H 2 w funkcji stosunku nadmiaru powietrza molowy CO udział lowy H2 udział mo stosunek nadmiaru powietrza CO; ss1 CO; ss2 H2; ss1 H2, ss2

15 Zależność ciepła spalania w funkcji stosunku nadmiaru powietrza Ciepł ło spalania a, kj/m3n stosunek nadmiaru powietrza ss1 ss2

16 Wnioski Osady ściekowe są bardzo specyficznym y materiałem pod kątem ich zgazowania. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu zgazowania granulowanych osadów ściekowych. Do badań wykorzystano autorskie stanowisko badawcze z reaktorem ze złożem stałym. Uzyskany gaz stanowi doskonałą alternatywę dla klasycznych y paliw gazowych. Z uwagi na swe własności może pełnić rolę paliwa dodatkowego do zasilania kotłów gazowych czy też układów CHP, kó które są bardzo popularnymi jednostkami w oczyszczalniach ścieków.

17 Praca powstała w ramach projektu finansowanego ze środków na naukę jak projekt NCN nr N N

18 Dziękuję za uwagę p